JP3589395B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
中間調表示が可能である液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電性液晶を用いた表示原理は、Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋらによって提案されている（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ第３６巻、第１１号（１９８０年６月１日発行）ｐ．８９９−９０１、特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許４，３６７，９２４号、米国特許４，５６３，０５９号）。強誘電性液晶とは、極めて薄いセルに強誘電性液晶を封入したものであり、強誘電性液晶を用いた表示モードは、表面安定化強誘電性液晶（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ、ＳＳＦＬＣ）モードと呼ばれる。本表示原理は、数十マイクロ秒といった極めて速い応答特性、広視野角を示すことからさまざまな研究・開発がなされている。
【０００３】
上述したＳＳＦＬＣモードでは、白黒の２値でしか表示できず、中間調表示ができないため、様々な工夫がなされている。以下に、その典型例である面積階調（例えば特開平８−５０２７８公報）、および時分割階調（例えば特開平６−１８８５４公報）を説明する。
【０００４】
面積階調とは、１つの絵素を複数の画素に分割し、複数の画素をそれぞれ独立して駆動できるようにしている。
【０００５】
最も基本的な例として、１つの絵素の面積を２分割した２つの画素で構成されるとしたとき、第１の面積の画素と第２の面積の画素を独立に駆動できるため、それらの組み合わせの結果として、明るさを０と１と２と３との計４つの階調を表現することができる。このように、複数の画素を組み合わせることにより、ＳＳＦＬＣモードでの階調表示が可能になるのである。
【０００６】
また、時分割階調とは、最小表示期間である１フレームを、複数の期間に分割し、複数の期間をそれぞれ独立に駆動することである。
【０００７】
最も基本的な例として、１フレーム時間を２つの期間（サブフレーム）に分割したとき、第１の期間（第１のサブフレーム）と第２の期間（第２のサブフレーム）を独立して駆動できるため、第１の期間と第２の期間の組み合わせの結果として、明るさが０と１と２と３との計４つの階調で表現することができる。このように、１フレームを複数の期間に分割することによりＳＳＦＬＣモードでの階調表示が可能になる。
【０００８】
もちろん、上記面積階調と上記時分割階調とを組み合わせて用いることができ、たとえば面積比（１：１絵素中の画素の数）１：２、および時分割比（１：１フレーム中のサブフレームの数）１：４：１６：６４で駆動することにより、０〜２５５の１刻みの２５６階調を得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
２値表示しかできない強誘電性液晶であっても、面積階調または時分割階調を用いることにより、階調表示を行うことができる。
【００１０】
しかし、上述した面積階調および時分割階調では、その方式ゆえ、階調がデジタル化（量子化）されており、階調数に限りがある。そのため、面積階調および時分割階調は、映像信号に対するなめらかな階調特性を持たない。また、面積階調および時分割階調では、画質の調整、たとえばγ補正などを行うこともできない。つまり、あらかじめ決められた面積比と時分割比によって、表示される階調特性が限定される。
【００１１】
また、面積階調および時分割階調の方式において、階調数を増やすためには、絵素の面積を分割する数を増やすことが考えられるが、配線構造、画素構造が複雑になったり、有効画素領域（開口率）が減少したりするなどの問題がある。
【００１２】
時分割数を増やすことによっても階調数を増やすことができるが、駆動周波数が高くなったり、液晶の応答速度がより高速である必要性が高まるなど、技術的にも困難である。
【００１３】
本発明は、上記問題を鑑みて、電圧を変化させることによってアナログ階調表示を行うことが難しい液晶モード、例えば２値階調しかない液晶モード（強誘電性液晶、反強誘電性液晶、配向を適当に調整したコレステリック液晶、ネマチック液晶など）において、アナログ的な階調特性を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記液晶表示装置が、１フレームのある期間の間、補助容量線にほぼ連続的に変化する電圧を印加し、前記１フレーム内でドレイン電極にドレイン電圧を書き込む制御部を備え、前記液晶の応答開始時間が、前記ドレイン電圧の大きさによって決定され、前記液晶表示装置の透過率が、前記補助容量線の電位と前記ドレイン電極の電位との電位差によって決定され、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
前記補助容量線が、前記対向基板に電圧を印加する電源とは独立して制御することができる電源に接続されてもよい。
【００２０】
本発明の液晶表示装置および／または本発明の他の液晶表示装置では、奇数ラインの絵素に接続される補助容量線が第１の電源に接続され、偶数ラインの絵素に接続される補助容量線が第２の電源に接続され、前記第１の電源が前記第２の電源と異なってもよい。
【００２１】
前記１フレームが、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧を前記補助容量線に印加するための期間を含んでもよい。
【００２２】
前記制御部が、前記１フレーム内で、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧をソースラインを介して前記液晶に印加してもよい。
【００２４】
前記１フレーム内で、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれた後、前記ほぼ連続的に変化する電圧が、前記補助容量線に印加されてもよい。
【００２５】
前記１フレームが、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれる期間、前記補助容量線に印加される電圧が前記ほぼ連続的に変化する期間、および前記配向を初期状態に戻す期間を含んでもよい。
【００２７】
本発明の別の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記液晶表示装置が、絵素のメモリ容量に印加される電圧に応じて抵抗値が変化する素子と、１フレームのある期間の間、前記素子にほぼ連続的に変化する電圧を印加する制御部を備え、前記液晶が前記素子に直列に接続され、前記素子にほぼ連続的に変化する電圧の振幅を変化させることにより、前記液晶の応答開始時間および前記液晶表示装置の透過率を変化させ、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
前記１フレームが、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧を前記素子に印加するための期間を含んでもよい。
【００３１】
前記制御部が、前記１フレーム内で、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧をソースラインを介して前記液晶に印加してもよい。
【００３２】
前記１フレーム内で、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれた後、前記ほぼ連続的に変化する電圧が、前記素子に印加されてもよい。
【００３３】
前記１フレームが、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれる期間、前記素子に印加される電圧が前記ほぼ連続的に変化する期間、および前記配向を初期状態に戻す期間を含んでもよい。
【００３４】
前記液晶が、強誘電性液晶であってもよい。
【００３５】
前記液晶が、反強誘電性液晶であってもよい。
【００３６】
前記液晶が、２つ以上の安定状態を含む液晶モードを含んでもよい。
【００３７】
前記１フレーム内で消灯する期間を有する光源を備えてもよい。
【００３８】
前記液晶表示装置が、赤光源、緑光源、および青光源を備え、複数のフレームで１つカラー画像を得るために、１フレームごとに光源を順次切り替えることにより、フィールド順次カラー表示を行ってもよい。
【００３９】
調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、前記補助容量線に印加される電圧の波形を制御してもよい。
【００４１】
調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、前記素子に印加される電圧の波形を制御してもよい。
【００４２】
調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、階調信号に対応する書き込むべきソース信号電圧を調整してもよい。
【００４３】
調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、階調信号に対応する、前記素子に書き込むべきソース信号電圧を調整してもよい。
【００４４】
以下、作用を説明する。
【００４５】
本発明の液晶表示装置は、液晶の応答開始時刻をアナログ的に制御することにより、中間階調表示することができる。液晶印加電圧が時間変化する部分を含み、液晶応答の閾値電圧に到達するタイミングが制御される。
【００４６】
本発明の他の液晶表示装置は、液晶の応答開始時刻をアナログ的に制御することにより、中間階調表示することができる。液晶印加電圧が時間変化する部分を含み、液晶応答の閾値電圧に到達するタイミングが制御される。
【００４７】
本発明のさらに他の液晶表示装置は、液晶の応答開始時刻をアナログ的に制御することにより、中間階調表示することができる。液晶印加電圧が時間変化する部分を含み、その振幅を調整することにより、液晶応答の閾値電圧に到達するタイミングが制御される。
【００４８】
本発明の別の液晶表示装置は、液晶の応答開始時刻をアナログ的に制御することにより、中間階調表示することができる。液晶印加電圧が時間変化する部分を含み、その振幅を調整することにより、液晶応答の閾値電圧に到達するタイミングが制御される。
【００４９】
【発明の実施の形態】
図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００５０】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１における液晶表示装置を図１〜図８を用いて説明する。
【００５１】
図１は、強誘電性液晶表示装置１００を示す図である。
【００５２】
図１に示す強誘電性液晶表示装置１００は、強誘電性液晶パネル１０と任意電圧波形発生器２０とを備えている。
【００５３】
強誘電性液晶パネル１０は、偏光子１、７と、ガラス基板２、６と、配向膜３、５と、強誘電性液晶４とを有している。
【００５４】
以下に、強誘電性液晶パネル１０の製造法を簡単に説明する。
【００５５】
ガラス基板２、６に透明電極であるＩＴＯが、一般的な手法であるスパッタ法により形成される。このガラス基板２、６では、ポリイミド（配向膜）が０．１ミクロンで塗布され、それの表面が柔らかい布でラビングされる。その後、１．３ミクロンのプラスチックからなるスペーサビーズ（図示せず）が、ラビングされたガラス基板２およびガラス基板６の少なくとも一方に散布され、ガラス基板２、６の配向膜が互いに向き合うように、且つ、ガラス基板２、６のラビング方向が平行になるように、ガラス基板２、６が貼り合わされる。ガラス基板２、６を貼り合わせるとき、ガラス基板の周辺を、太さ１．３ミクロンのガラス繊維をあらかじめ混ぜておいたエポキシ樹脂によって液晶注入領域を確保するように、シール印刷する。ガラス基板２、６の貼り合わせ後、１８０℃加熱によりエポキシ樹脂は硬化する。
【００５６】
このようにして得られたパネルに強誘電性液晶が注入され、偏光子１、７の偏光軸が互いに直交するようにそのパネルの表面に偏光子１、７が貼り付けられる。ただし、２枚の偏光子の偏光軸は、強誘電性液晶に、ある極性の電圧が印加されたとき、強誘電性液晶パネル１０が暗視野となるように調整してある。よって、ある極性とは逆の極性の電圧が強誘電性液晶に印加されたとき、強誘電性液晶パネル１０が明視野になる。図２は、偏光子１の偏光軸と偏光子７の偏光軸との強誘電性液晶４と偏光軸を示す図である。
【００５７】
図３は、強誘電性液晶パネル１０に１Ｈｚの変形ノコギリ波電圧が印加された場合における、変形ノコギリ波の波高電圧と強誘電性液晶パネル１０の透過率を示す図である。図３に示す特性は、良く知られている強誘電性液晶のヒステリシス特性である。つまり、強誘電性液晶の急峻な閾値特性ゆえ、強誘電性液晶パネル１０は２値階調しか有していない。
【００５８】
図４は、強誘電性液晶パネル１０の対向電極に印加される約６０Ｈｚの変形ノコギリ波電圧を示す図である。図５は、強誘電性液晶パネル１０の第１電極に印加されるＤＣ電圧を示す図である。図５に示す、実線と点線は、ＤＣ電圧の大きさの違いによるものである。
【００５９】
このとき、実際に強誘電性液晶に印加される電圧は、図４に示す変形ノコギリ波電圧と図５に示すＤＣ電圧の合成電圧である。図６は、図４に示す変形ノコギリ波電圧と図５に示すＤＣ電圧の合成電圧を示す図である。図４に示す変形ノコギリ波電圧および図５に示すＤＣ電圧は、図１に示す任意電圧波形発生器２０によって生成される。
【００６０】
強誘電性液晶の電圧に対する応答特性は、図３に示されるような明確な閾値特性を与えるため、図６に示す実線と点線の電圧波形では、強誘電性液晶が応答するタイミングが異なる。図６中の矢印は、実線と点線の波形において、強誘電性液晶の閾値電圧Ｖｓを示してある。
【００６１】
なお、図４に示す、対向電極に印加される電圧波形には、閾値電圧Ｖｓにより応答した強誘電性液晶を、応答する前の状態に戻すためのパルス波形が含まれている。以後、そのパルス波形をリセットパルスと便宜上呼ぶ。このリセットパルスは、第１電極に印加する適切などのようなＤＣ電圧が加えられても、応答する前の状態に戻すことができるパルス波高に調整してある。
【００６２】
図７は、以上のような条件において、応答している強誘電性液晶パネル１０の透過率の時間変化を示す図である。
【００６３】
図７における実線と波線では応答するタイミングが異なり、また初期の暗状態に戻るタイミングは同じである。すなわち、実線と波線では、明状態を示している期間が互いに異なっている。本実施形態では、６０Ｈｚで強誘電性液晶パネル１０の駆動が行われ、強誘電性液晶パネル１０の下面に光源（図示せず）が設けられている。人間の目には、強誘電性液晶パネル１０が、６０Ｈｚで点滅しているようには見えず、その積分値を明るさとして感じられる。よって、図７に示す実線の波形と点線の波形とも、人間の目にとって強誘電性液晶パネル１０は連続的に明るいが、図７に示す実線の波形と点線の波形とでは、その明るさが違うように感じられる。
【００６４】
図８は、第１電極に与えるＤＣ電圧と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。図８では、横軸に第１電極に与えるＤＣ電圧をとり、縦軸に人間が感じる透過光量をとる。
【００６５】
図８に示すように、第１電極に与えるＤＣ電圧に対して、極めてなめらかに透過光量が変化する。つまり、第１電極に与えるＤＣ電圧を制御することにより、強誘電性液晶であっても、アナログ階調を得ることができる。このようにして、電圧に対して急峻な閾値特性を示す液晶モードを用いて、第１電極に与えるＤＣ電圧の制御によりアナログ階調をもつ液晶表示装置（ライトバルブ）を得ることができる。
【００６６】
なお、本実施形態における、第１電極、対向電極は便宜上のものであり、表示装置自体が対称であるため、それぞれの電圧波形が入れ替わっても同様の効果が得られる。
【００６７】
また、対向電極波形のＤＣレベルを制御したり、時間変化する対向電圧波形の傾きを制御することによっても、同様な中間調の制御が可能である。
【００６８】
本実施形態では強誘電性液晶を用いたが、強誘電性液晶の代わりに、３状態安定性を示す反強誘電性液晶を用いても、第１電極に与えるＤＣ電圧を制御することによりアナログ階調を得ることができる。
【００６９】
実施形態１の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態１の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【００７０】
実施形態１の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態１の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【００７１】
（実施形態２）
以下に、本発明の実施形態２における液晶表示装置を図９〜図１２を用いて説明する。
【００７２】
実施形態２は、実施形態１が用いた方法をＴＦＴ駆動方式に適応したものである。つまり、実施形態２によって、２値階調表示しかできない強誘電性液晶を用いてアナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【００７３】
図９は、実施形態２のアクティブマトリクス液晶パネル２００の回路の一部を示す図である。
【００７４】
アクティブマトリクス液晶パネル２００のＴＦＴ基板は、補助容量線の接続を除いて、従来用いられている典型的なＴＦＴ基板と同じである。従来のＴＦＴ液晶パネルの補助容量線はコモンラインと接続されているが、アクティブマトリクス液晶パネル２００のＴＦＴ基板の補助容量線は、独立した電源に接続するため、コモンラインと接続されていない。
【００７５】
アクティブマトリクス液晶パネル２００の対向基板は、従来用いられている典型的な対向基板と同じである。
【００７６】
上記ＴＦＴ基板と上記対向基板との間に強誘電性液晶が封入され、配向されているアクティブマトリクス液晶パネル２００が得られる。
【００７７】
以下に、実施形態２の動作を図１０〜図１２を用いて詳しく説明する。
【００７８】
図１０は、アクティブマトリクス液晶パネル２００の１つの絵素の等価回路を示す図である。
【００７９】
スイッチＳＷは、ＴＦＴ基板上に形成されたＴＦＴ素子である。したがって、ゲートラインがＨｉｇｈ電位の時のみスイッチＳＷはオン状態になり、ゲートラインがＬｏｗ電位の時はスイッチＳＷはオフ状態になる。Ｖ０は信号電圧であり、スイッチＳＷがオン状態の時のみ、液晶容量Ｃ１と補助容量Ｃ２にＶ０が印加される。補助容量Ｃ２は、時間により変化する電圧Ｖ（ｔ）を供給する電源に接続されている。
【００８０】
図１１の（ａ）は、電圧Ｖ（ｔ）の時間変化を示す図である。また、図１１の（ｂ）は、アクティブマトリクス液晶パネル２００の１つの絵素の透過率を示す図である。なお、図１１の（ａ）に示す期間ｔ１〜ｔ４を１フレームとする。
【００８１】
期間ｔ１〜ｔ２の間にスイッチＳＷはオンされる。この時、電圧Ｖ（ｔ）＝０であるため、液晶容量Ｃ１と補助容量Ｃ２には、電圧Ｖ０が共に印加される。その後、時刻ｔ２までにスイッチＳＷはオフされる。ただし、電圧Ｖ０は強誘電性液晶が有する固有の閾値電圧（Ｖｔｈ）より低いものとする。
【００８２】
期間ｔ２〜ｔ３において、図１１の（ａ）に示すように、電圧Ｖ（ｔ）は時間変化する。この時、液晶容量Ｃ１と補助容量Ｃ２に印加される電圧Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ
Ｖ１＝Ｃ２・Ｖ（ｔ）／（Ｃ１＋Ｃ２）＋Ｖ０
Ｖ２＝Ｃ１・Ｖ（ｔ）／（Ｃ１＋Ｃ２）−Ｖ０
で表される。したがって、
Ｖｔｈ＝Ｖ１
を満たす時刻ｔｓ（図示せず）において強誘電性液晶は応答し始める。
【００８３】
期間ｔ３〜ｔ４において、電圧Ｖ（ｔ）は、期間ｔ２〜ｔ３の電圧Ｖ（ｔ）の極性とは逆極性であるパルス的な応答を行う。
【００８４】
印加するすべての電圧Ｖ０においても
Ｖ１＜−Ｖｔｈ
を満たすように設定してあるため、強誘電性液晶はすべての電圧Ｖ０において、初期配向状態に戻る。
【００８５】
初期配向状態を暗視野になるように偏光子をクロスニコルに配置して透過光量を観察すると、１フレーム内において透過光量が観察されるのはほぼ期間ｔｓ〜ｔ３の間であり、アクティブマトリクス液晶パネル２００の光応答は、図１１に示すような、パルス的な光応答になる。ここでは応答速度の速い強誘電性液晶を用いたため、期間ｔｓ〜ｔ３と、液晶が光応答する期間がほぼ一致するが、厳密には光応答波形は液晶の応答波形を反映している。
【００８６】
また、電圧Ｖ（ｔ）の波形を固定しておいても、電圧Ｖ０を変化させることによって、時刻ｔｓを変化させることができる。このため、アクティブマトリクス液晶パネル２００に対して６０Ｈｚ駆動を行えば、人間の目には電圧Ｖ０によって階調が制御されているように見える。
【００８７】
図１２は、電圧Ｖ０と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。
【００８８】
補助容量線に図１１の（ｂ）に示す電圧Ｖ（ｔ）を印加することにより、図１２に示すような階調表示原理をＴＦＴパネルにおいて実現することができる。
【００８９】
なお、全絵素へのデータの書き込みは、期間ｔ１〜ｔ２の間にすべて完了させることが好ましい。すなわち、上記電圧Ｖ０が個々の絵素によって異なり、それらは各絵素のドレインへ書き込まれることに相当する。
【００９０】
そして、期間ｔ２〜ｔ３においては、図１１の（ｂ）のような補助容量線に時間変化する波形を印加することにより、個々の絵素は印加された電圧Ｖ０に応じた時刻ｔｓに応答し始める。
【００９１】
期間ｔ３〜ｔ４では、図１１に示すように、強誘電性液晶を初期配向状態へ戻す波形の電圧が補助容量線に供給される。
【００９２】
なお、それぞれの絵素に信号電圧Ｖ０に応じた応答開始時刻ｔｓを与えることができ、また、初期配向状態へは全絵素同時に戻るため、この結果、６０Ｈｚ駆動を行えば、人間の目にとってＶ０によるアナログ的な階調を得ることができる。
【００９３】
実施形態２の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態２の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【００９４】
実施形態２の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態２の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【００９５】
たとえば、図１１の（ａ）に示す１フレームを１サブフレームと呼び、サブフレーム毎に光源をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちの１つの光源で繰り返し切り替えてもよい。このような３サブフレームを１フレームとするフィールド順次カラー方式においても、高速アナログ階調表示の効果のため、品位の高い画像が得られる。また、そのような高速アナログ階調表示では、その高速性のためＲＧＢＲＧＢというような６サブフレームを１フレームとする高周波駆動にも対応することができる。
【００９６】
実施形態２では、図１１の（ａ）に示す１フレーム中の駆動において、絵素への信号電圧Ｖ０の書き込み期間中、およびリセット期間中の少なくとも一方で、バックライトが消光されてもよい。上記期間中、バックライトが消光されても、上述したものと同様なアナログ階調を得ることができ、低消費電力化も実現できる。
【００９７】
補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）は、図１１の（ａ）に示すものに限られない。たとえば、補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）を図１５に示すように変化させてもよい。図１６は、図１５に示す電圧Ｖ（ｔ）が、補助容量線に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。図１６に示すように、補助容量線への電圧波形を連続的に変化させることにより、信号電圧−透過光量特性、すなわち階調特性を連続的に制御することができる。
【００９８】
また、映像信号に対する書き込み電圧Ｖ０を調整することによってもガンマ特性などの階調特性、階調バランスを連続的に容易に行うことができる。
【００９９】
（実施形態３）
以下に、本発明の実施形態３における液晶表示装置を図１３および図１４を用いて説明する。
【０１００】
実施形態３では、実施形態２のアクティブマトリクス液晶パネル２００の強誘電性液晶の代わりに、反強誘電性液晶が用いられる。実施形態３では、２値階調表示しかできない反強誘電性液晶を用いて、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１０１】
図１３は、反強誘電性液晶に印加される電圧と反強誘電性液晶を有する液晶パネルの透過率との関係を示す図である。以後、反強誘電性液晶を有する液晶パネルを反強誘電性液晶パネルと呼ぶ。反強誘電性液晶パネルの透過率は、図１３に示すように、反強誘電性液晶に印加される電圧に対して急峻な閾値特性を示す。
【０１０２】
この液晶モードでは、反強誘電性液晶パネルを、正電圧と負電圧で明状態を示すように、０電圧で暗状態を示すように用いることができる。すなわち、偏光板をクロスニコルに配置し、０電圧で消光位となるように偏光子の角度が調整される。
【０１０３】
実施形態３の駆動の原理は、正極性の時、実施形態２の駆動の原理と同様であり、負極性の時は、実施形態２の電圧の符号を全て逆に考えれば、実施形態２の駆動の原理と同様に考えることができる。
【０１０４】
図１４の（ａ）は、反強誘電性液晶パネルの補助容量線に与えられる電圧波形を示す図であり、図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示す電圧が補助容量線に供給された場合の反強誘電性液晶パネルの透過率を示す図である。なお、初期配向状態（暗状態）へ戻すための波形は、逆極性の明状態にならないように十分注意し、その波形を決定する必要がある。
【０１０５】
このような駆動方法により、それぞれの絵素に信号電圧Ｖ０に応じた応答開始時刻ｔｓ（図示せず）を与えることができ、また、初期配向状態へは全絵素同時に戻るため、この結果、６０Ｈｚ駆動を行えば、人間の目にとってＶ０によるアナログ的な階調を得ることができる。
【０１０６】
なお、本実施形態の反強誘電性液晶パネルでは、補助容量線を偶数ライン、奇数ラインで各々結線し、電源を偶数ラインと奇数ラインとで独立に設けることによってライン反転駆動も実現することができる。
【０１０７】
実施形態３の反強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態３の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１０８】
実施形態３の反強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態３の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１０９】
補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）は、図１４の（ａ）に示すものに限られない。たとえば、補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）を図１５に示すように変化させてもよい。図１６は、図１５に示す電圧Ｖ（ｔ）が、補助容量線に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。図１６に示すように、補助容量線への電圧波形を連続的に変化させることにより、信号電圧−透過光量特性、すなわち階調特性を連続的に制御することができる。
【０１１０】
また、映像信号に対する書き込み電圧Ｖ０を調整することによってもガンマ特性などの階調特性、階調バランスを連続的に容易に行うことができる。
【０１１１】
（実施形態４）
以下に、本発明の実施形態４における液晶表示装置を図１７〜図１９を用いて説明する。
【０１１２】
実施形態４では、図１に示す強誘電性液晶パネル１０が用いられる。
【０１１３】
図１７は、強誘電性液晶パネル１０の対向電極に印加される電圧を示す図である。図１７に示す実線と点線では、波形は同じであるが振幅の大きさのみ異なる。
【０１１４】
上述したように、強誘電性液晶の電圧に対する応答特性は、図３に示されるように明確な閾値特性を与える。このため、図１７に示す、実線の電圧波形と点線の電圧波形とでは、強誘電性液晶が応答するタイミングが異なる。図１７中の矢印は、実線と点線の波形において、強誘電性液晶の閾値電圧Ｖｓを示してある。
【０１１５】
なお、図１７に示す電圧波形には、閾値電圧Ｖｓにより応答した強誘電性液晶を、応答する前の状態に戻すためのパルス波形が含まれている。以後、そのパルス波形をリセットパルスと便宜上呼ぶ。このリセットパルスは、強誘電性液晶に印加する範囲の図１７に示す波形の振幅によらず、応答する前の状態に戻すことができるパルス波高に調整してある。
【０１１６】
図１８は、以上のような条件において、応答している強誘電性液晶パネル１０の透過率の時間変化を示す図である。
【０１１７】
図１８における実線と波線では応答するタイミングが異なり、また初期の暗状態に戻るタイミングは同じである。すなわち、実線と波線では、明状態を示している期間が互いに異なっている。本実施形態では、６０Ｈｚで強誘電性液晶パネル１０の駆動が行われ、強誘電性液晶パネル１０の下面に光源（図示せず）が設けられている。人間の目には、強誘電性液晶パネル１０が、６０Ｈｚで点滅しているようには見えず、その積分値を明るさとして感じられる。よって、図１８に示す実線の波形と点線の波形とも、人間の目にとって強誘電性液晶パネル１０は連続的に明るいが、図１８に示す実線の波形と点線の波形とでは、その明るさが違うように感じられる。
【０１１８】
図１９は、強誘電性液晶に与える図１７の波形の振幅と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。図１９では、横軸に第１電極に与えるＤＣ電圧をとり、縦軸に人間が感じる透過光量をとる。
【０１１９】
図１９に示すように、強誘電性液晶に与える図１７の波形の振幅に対して、極めてなめらかに透過光量が変化する。つまり、強誘電性液晶に与える図１７の波形の振幅を制御することにより、強誘電性液晶であっても、アナログ階調を得ることができる。このようにして、電圧に対して急峻な閾値特性を示す液晶モードを用いて、強誘電性液晶に与える図１７の波形の振幅の制御によりアナログ階調をもつ液晶表示装置（ライトバルブ）を得ることができる。
【０１２０】
本実施形態では強誘電性液晶を用いたが、強誘電性液晶の代わりに、３状態安定性を示す反強誘電性液晶を用いても、液晶に与える図１７の波形の振幅を制御することによりアナログ階調を得ることができる。
【０１２１】
実施形態４の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態４の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１２２】
実施形態４の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態４の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１２３】
（実施形態５）
以下に、本発明の実施形態５における液晶表示装置を図２０を用いて説明する。
【０１２４】
実施形態５は、実施形態４が用いた方法をＴＦＴ駆動方式に適応したものである。つまり、実施形態５によって、２値階調表示しかできない強誘電性液晶を用いてアナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１２５】
図２０は、実施形態５のアクティブマトリクス液晶パネル３００の回路の一部を示す図である。アクティブマトリクス液晶パネル３００は、トランジスタＴＦＴ１、トランジスタＴＦＴ２、メモリ容量Ｃ３、絵素容量Ｃ４、負荷抵抗Ｒ１、ゲートライン、ソースライン、および液晶駆動電源ラインを備えている。
【０１２６】
アクティブマトリクス液晶パネル３００のＴＦＴ基板および対向基板は、従来用いられている典型的なものと同じである。上記ＴＦＴ基板と上記対向基板との間に強誘電性液晶が封入され、配向されているアクティブマトリクス液晶パネル３００が得られる。
【０１２７】
以下に、実施形態５の動作を図２１〜図２３を用いて詳しく説明する。
【０１２８】
図２１は、アクティブマトリクス液晶パネル３００の１つの絵素の等価回路を示す図である。
【０１２９】
図２１に示す可変抵抗Ｒ２は、図２０に示すトランジスタＴＦＴ２に相当する。メモリ容量に書き込まれる電圧によってトランジスタＴＦＴ２の抵抗値が制御される。
【０１３０】
すなわち、従来のＴＦＴ液晶パネルにおける絵素容量がメモリ容量に相当し、従来からの方法によりメモリ容量に所定の電圧を書き込むことができる。また、絵素容量Ｃ４は、固定抵抗Ｒ１と並列である。
図２１に示す等価回路は、時間により変化する電圧Ｖ（ｔ）を供給する電源を備えている。
【０１３１】
図２２の（ａ）は、時間により変化する電圧Ｖ（ｔ）を示す図である。また、図２２の（ｂ）は、アクティブマトリクス液晶パネル３００の１つの絵素の透過率を示す図である。なお、図２２の（ａ）に示す期間ｔ１１〜ｔ１４が１フレームに相当する。
【０１３２】
期間ｔ１１〜ｔ１２の間に、可変抵抗Ｒ２が調整される。この時、電圧Ｖ（ｔ）＝０であるため、絵素容量Ｃ４には電圧が印加されない。そして、期間ｔ１１〜ｔ１２の間に可変抵抗Ｒ２の制御は完了する。
【０１３３】
期間ｔ１２〜ｔ１３の間に、図２２の（ａ）に示すように電圧Ｖ（ｔ）は時間変化する。この時、絵素容量Ｃ４に印加される電圧Ｖｌｃは
Ｖｌｃ＝Ｒ１・Ｖ（ｔ）／（Ｒ１＋Ｒ２）
で表される。したがって、
Ｖｌｃ＝Ｖｔｈ
を満たす時刻ｔｓにおいて、強誘電性液晶は応答し始める（Ｖｔｈは強誘電性液晶の閾値電圧とする）。
【０１３４】
期間ｔ１３〜ｔ１４の間に、電圧Ｖ（ｔ）は、期間ｔ１２〜ｔ１３の電圧Ｖ（ｔ）の極性とは逆極性であるパルス的な応答を行う。
Ｖｌｃ＜−Ｖｔｈ
を満たすように設定してあるため、強誘電性液晶は必ず初期配向状態に戻る。
【０１３５】
よって初期配向状態を暗視野になるように偏光子をクロスニコルに配置して透過光量を観察すると、１フレーム内において透過光量が観察されるのはほぼ期間ｔｓ〜ｔ１３の間であり、図２２の（ｂ）に示すようなパルス的な光応答になる。ここでは応答速度の速い強誘電性液晶を用いたため、期間ｔｓ〜ｔ１３と、液晶が光応答する期間がほぼ一致するが、厳密には光応答波形は液晶の応答波形を反映している。
【０１３６】
また、時刻ｔｓは電圧Ｖ（ｔ）を固定しておいても、可変抵抗Ｒ２を変化させることによって変化させることができるため、アクティブマトリクス液晶パネル３００を６０Ｈｚで駆動を行えば、人間の目には可変抵抗Ｒ２によって階調が制御されているように見える。
【０１３７】
図２３は、可変抵抗Ｒ２と透過光量との関係を示す図である。強誘電性液晶に、図２２の（ａ）に示す電圧Ｖ（ｔ）を駆動することにより、図２３に示すような階調原理をＴＦＴパネルにおいて実現することができる。
【０１３８】
図２２の（ａ）に示す電圧Ｖ（ｔ）が強誘電性液晶に印加される。ここで、全絵素のメモリ容量への書き込みは、期間ｔ１１〜ｔ１２の間にすべて完了させることが好ましい。すなわち、可変抵抗Ｒ２が個々の絵素によって異なり、それらは各絵素のメモリ容量で制御されていることに相当する。
【０１３９】
そして、期間ｔ１２〜ｔ１３においては、図２２の（ａ）のような波形であるため、個々の絵素は可変抵抗Ｒ２で分圧された強誘電性液晶への印加電圧に応じて時刻ｔｓに応答し始める。
【０１４０】
期間ｔ１３〜ｔ１４では、強誘電性液晶を初期配向状態へ戻す波形が図２２の（ａ）に示すように印加される。
【０１４１】
上述したように、メモリ容量に書き込まれた電圧に応じた応答開始時刻ｔｓをそれぞれの絵素に与えることができ、また、初期配向状態へは全絵素同時に戻るため、この結果、アクティブマトリクス液晶パネル３００をほぼ６０Ｈｚで駆動すれば、人間の目にとってメモリ容量に書き込まれた電圧によるアナログ的な階調を得ることができる。
【０１４２】
すなわち、実施形態５では、２値階調表示しかできない強誘電性液晶を用いてアナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１４３】
実施形態５の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態５の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１４４】
実施形態５の強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態５の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１４５】
たとえば、図２２の（ａ）に示す１フレームを１サブフレームと呼び、サブフレーム毎に光源をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちの１つの光源で繰り返し切り替えてもよい。このような３サブフレームを１フレームとするフィールド順次カラー方式においても、高速アナログ階調表示の効果のため、品位の高い画像が得られる。また、そのような高速アナログ階調表示では、その高速性のためＲＧＢＲＧＢというような６サブフレームを１フレームとする高周波駆動にも対応することができる。
【０１４６】
実施形態５では、図２２の（ａ）に示す１フレーム中の駆動において、絵素への信号電圧Ｖ０の書き込み期間中、およびリセット期間中の少なくとも一方で、バックライトが消光されてもよい。上記期間中、バックライトが消光されても、上述したものと同様なアナログ階調を得ることができ、低消費電力化も実現できる。
【０１４７】
補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）は、図２２の（ａ）に示すものに限られない。たとえば、液晶に印加される電圧Ｖ（ｔ）を図２６に示すように変化させてもよい。図２７は、図２６に示す電圧Ｖ（ｔ）が、液晶に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。図２６に示すように、補助容量線への電圧波形を連続的に変化させることにより、透過光量を連続的に制御することができる。
【０１４８】
また、映像信号に対する書き込み電圧Ｖ０を調整することによってもガンマ特性などの階調特性、階調バランスを連続的に容易に行うことができる。
【０１４９】
（実施形態６）
以下に、本発明の実施形態６における液晶表示装置を図２４および図２５を用いて説明する。
【０１５０】
実施形態６では、実施形態５のアクティブマトリクス液晶パネル３００の強誘電性液晶の代わりに、反強誘電性液晶が用いられる。実施形態６では、２値階調表示しかできない反強誘電性液晶を用いて、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１５１】
図２４は、反強誘電性液晶に印加される電圧と反強誘電性液晶を有する液晶パネルの透過率との関係を示す図である。以後、反強誘電性液晶を有する液晶パネルを反強誘電性液晶パネルと呼ぶ。反強誘電性液晶パネルの透過率は、図２４に示すように、反強誘電性液晶に印加される電圧に対して急峻な閾値特性を示す。
【０１５２】
この液晶モードでは、反強誘電性液晶パネルは、正電圧と負電圧で明状態を示すように、０電圧で暗状態を示すように用いることができる。すなわち、偏光板をクロスニコルに配置し、０電圧で消光位となるように偏光子の角度が調整される。
【０１５３】
実施形態６の駆動の原理は、正極性の時、実施形態５の駆動の原理と同様であり、負極性の時は、実施形態５の電圧の符号を全て逆に考えれば、実施形態５の駆動の原理と同様に考えることができる。
【０１５４】
図２５の（ａ）は、反強誘電性液晶パネルに与えられる電圧波形を示す図である。また、図２５の（ｂ）は、反強誘電性液晶パネルの透過率を示す図である。なお、図２５の（ａ）では、初期配向状態（暗状態）へ戻すリセットパルスの電圧は０Ｖとする。ただし、逆極性の明状態にならない程度の逆極性パルスでも同様に初期配向状態に戻すことができる。
【０１５５】
このような駆動方法により、それぞれの絵素に信号電圧Ｖ０に応じた応答開始時刻ｔｓ（図示せず）を与えることができ、また、初期配向状態へは全絵素同時に戻るため、この結果、６０Ｈｚ駆動を行えば、人間の目にとってＶ０によるアナログ的な階調を得ることができる。
【０１５６】
なお、本実施形態の反強誘電性液晶パネルでは、補助容量線を偶数ライン、奇数ラインで各々結線し、電源を偶数ラインと奇数ラインとで独立に設けることによってライン反転駆動も実現することができる。
【０１５７】
実施形態６の反強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性のあるコレステリック液晶を用いても、実施形態６の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
【０１５８】
実施形態６の反強誘電性液晶の代わりに、急峻な閾値特性をしめすようにあらかじめ配向処理しておいたネマチック液晶（たとえば薄い１８０°ツイストセルなど）を用いても、そのような液晶が電圧に対して急峻な閾値特性を示すため、実施形態６の駆動方法によって、アナログ階調液晶表示装置を得ることができる。
液晶に印加される電圧Ｖ（ｔ）は、図２５の（ａ）に示すものに限られない。たとえば、補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）を図２６に示すように変化させてもよい。図２７は、図２６に示す電圧Ｖ（ｔ）が、液晶に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。図２７に示すように、電圧波形を連続的に変化させることにより、信号電圧−透過光量特性、すなわち階調特性を連続的に制御することができる。
【０１５９】
また、映像信号に対する書き込み電圧Ｖ０を調整することによってもガンマ特性などの階調特性、階調バランスを連続的に容易に行うことができる。
【０１６０】
なお、上述した実施形態１〜実施形態６では、図２８に示すように、１フレームに液晶の応答期間およびリセット期間がそれぞれ１回ある。しかしながら、本発明では、図２９に示すように、１フレームに液晶の応答期間およびリセット期間がそれぞれ複数回あってもよい。なお、図２８および図２９に示す矢印は、液晶が応答する期間が変化することを示している。
【０１６１】
また、上述した実施形態１〜実施形態６では、液晶などに印加する電圧を連続的に変化させることにより、アナログ的な階調特性が得られる。しかしながら、本発明では、非線形素子などを用いて液晶などに印加する電圧を制御し、液晶などに印加する電圧の立ち上がり時間を変化させることにより、アナログ的な階調特性が得られてもよい。
【０１６２】
また、上述した実施形態１〜実施形態６では、液晶などに印加する電圧を変化させ、液晶パネルの暗状態から明状態へのタイミングを制御し、同時に明状態から暗状態（初期配向状態）に応答している。しかしながら、本発明では、液晶などに印加する電圧を変化させ、液晶パネルの明状態から暗状態へのタイミングを制御してもよい。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、第１電極を有した第１電極基板と、対向電極を有した対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、１フレーム内で前記第１電極に印加される第１電極電圧と、前記１フレーム内でほぼ連続的に変化する対向電圧との電位差によって、前記液晶の応答開始時間を制御し、前記第１電極電圧の大きさによって、前記液晶表示装置の透過率を変化させる制御部を備えている。
【０１６４】
そのことにより、限られた階調しか持たない液晶モード（たとえば２値階調しかない強誘電性液晶モードや反強誘電性液晶モード）において、アナログ的な階調特性（フル階調表示可能）を得ることができる。
【０１６５】
本発明の他の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記液晶表示装置が、１フレームのある期間の間、補助容量線にほぼ連続的に変化する電圧を印加し、前記１フレーム内でドレイン電極にドレイン電圧を書き込む制御部を備え、前記液晶の応答開始時間が、前記ドレイン電圧の大きさによって決定され、前記液晶表示装置の透過率が、前記補助容量線の電位と前記ドレイン電極の電位との電位差によって決定される。
【０１６６】
そのことにより、限られた階調しか持たない液晶モード（たとえば２値階調しかない強誘電性液晶モードや反強誘電性液晶モード）において、アナログ的な階調特性（フル階調表示可能）を得ることができる。
【０１６７】
本発明のさらに他の液晶表示装置は、第１電極を有した第１電極基板と、対向電極を有した対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記液晶表示装置が、１フレーム内で、ある期間、ほぼ連続的に変化する電圧を前記液晶に印加する制御部を備え、前記電圧の振幅を変化させることにより、前記液晶の応答開始時間および前記液晶表示装置の透過率を変化させる。
【０１６８】
そのことにより、限られた階調しか持たない液晶モード（たとえば２値階調しかない強誘電性液晶モードや反強誘電性液晶モード）において、アナログ的な階調特性（フル階調表示可能）を得ることができる。
【０１６９】
本発明の別の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記液晶表示装置が、絵素のメモリ容量に印加される電圧に応じて抵抗値が変化する素子と、１フレームのある期間の間、前記素子にほぼ連続的に変化する電圧を印加する制御部を備え、前記液晶が前記素子に直列に接続され、前記素子にほぼ連続的に変化する電圧の振幅を変化させることにより、前記液晶の応答開始時間および前記液晶表示装置の透過率を変化させる。
【０１７０】
そのことにより、限られた階調しか持たない液晶モード（たとえば２値階調しかない強誘電性液晶モードや反強誘電性液晶モード）において、アナログ的な階調特性（フル階調表示可能）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】強誘電性液晶表示装置１００を示す図である。
【図２】偏光子１の偏光軸と偏光子７の偏光軸との強誘電性液晶４と偏光軸を示す図である。
【図３】強誘電性液晶パネル１０に１Ｈｚの変形ノコギリ波電圧が印加された場合における、変形ノコギリ波の波高電圧と強誘電性液晶パネル１０の透過率を示す図である。
【図４】強誘電性液晶パネル１０の対向電極に印加される約６０Ｈｚの変形ノコギリ波電圧を示す図である。
【図５】強誘電性液晶パネル１０の第１電極に印加されるＤＣ電圧を示す図である。
【図６】図４に示す変形ノコギリ波電圧と図５に示すＤＣ電圧の合成電圧を示す図である。
【図７】強誘電性液晶パネル１０の透過率の時間変化を示す図である。
【図８】第１電極に与えるＤＣ電圧と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。
【図９】実施形態２のアクティブマトリクス液晶パネル２００の回路の一部を示す図である。
【図１０】アクティブマトリクス液晶パネル２００の１つの絵素の等価回路を示す図である。
【図１１】（ａ）は、電圧Ｖ（ｔ）の時間変化を示す図であり、（ｂ）は、アクティブマトリクス液晶パネル２００の１つの絵素の透過率を示す図である。
【図１２】電圧Ｖ（ｔ）と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。
【図１３】反強誘電性液晶に印加される電圧と反強誘電性液晶を有する液晶パネルの透過率との関係を示す図である。
【図１４】（ａ）は、反強誘電性液晶パネルの補助容量線に与えられる電圧波形を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す電圧が補助容量線に供給された場合の反強誘電性液晶パネルの透過率を示す図である。
【図１５】補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）の一例を示す図である。
【図１６】図１５に示す電圧Ｖ（ｔ）が、補助容量線に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。
【図１７】強誘電性液晶パネル１０の対向電極に印加される電圧を示す図である。
【図１８】応答している強誘電性液晶パネル１０の透過率の時間変化を示す図である。
【図１９】強誘電性液晶に与える図１７の波形の振幅と人間が感じる透過光量との関係を示す図である。
【図２０】実施形態５のアクティブマトリクス液晶パネル３００の回路の一部を示す図である。
【図２１】アクティブマトリクス液晶パネル３００の１つの絵素の等価回路を示す図である。
【図２２】（ａ）は、時間により変化する電圧Ｖ（ｔ）を示す図であり、（ｂ）は、アクティブマトリクス液晶パネル３００の１つの絵素の透過率を示す図である。
【図２３】可変抵抗Ｒ２と透過光量との関係を示す図である。
【図２４】反強誘電性液晶に印加される電圧と反強誘電性液晶を有する液晶パネルの透過率との関係を示す図である。
【図２５】（ａ）は、反強誘電性液晶パネルに与えられる電圧波形を示す図であり、（ｂ）は、反強誘電性液晶パネルの透過率を示す図である。
【図２６】補助容量線に印加される電圧Ｖ（ｔ）の一例を示す図である。
【図２７】図２６に示す電圧Ｖ（ｔ）が、補助容量線に印加される場合の、電圧Ｖ（ｔ）と透過光量との関係を示す図である。
【図２８】本発明における、液晶の応答期間およびリセット期間の一例を示す図である。
【図２９】本発明における、液晶の応答期間およびリセット期間の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 偏光子
２ ガラス基板
３ 配向膜
４ 強誘電性液晶
５ 配向膜
６ ガラス基板
７ 偏光子
１０ 強誘電性液晶パネル
２０ 任意電圧波形発生器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device capable of halftone display.
[0002]
[Prior art]
The display principle using a ferroelectric liquid crystal is described in N.I. A. (Applied Physics Letters, Vol. 36, No. 11, issued June 1, 1980), p. 899-901, JP-A-56-107216, U.S. Pat. No. 4,367,924. U.S. Pat. No. 4,563,059). A ferroelectric liquid crystal is a liquid crystal in which a ferroelectric liquid crystal is sealed in an extremely thin cell, and a display mode using the ferroelectric liquid crystal is a surface stabilized ferroelectric liquid crystal (SSFLC) mode. Called. Various researches and developments have been made on this display principle because it exhibits an extremely fast response characteristic of several tens of microseconds and a wide viewing angle.
[0003]
In the above-mentioned SSFLC mode, various displays have been devised since the display can be performed only in binary of black and white and halftone display cannot be performed. Hereinafter, typical examples of the area gradation (for example, JP-A-8-50278) and the time-division gradation (for example, JP-A-6-18854) will be described.
[0004]
The area gradation is such that one picture element is divided into a plurality of pixels, and the plurality of pixels can be driven independently.
[0005]
As the most basic example, assuming that one pixel is composed of two pixels obtained by dividing the area of a picture element into two, a pixel having a first area and a pixel having a second area can be driven independently. As a result of the combination, a total of four gray levels of 0, 1, 2, and 3 can be expressed. As described above, by combining a plurality of pixels, gradation display in the SSFLC mode becomes possible.
[0006]
In addition, the time division gray scale means that one frame, which is the minimum display period, is divided into a plurality of periods, and the plurality of periods are independently driven.
[0007]
As the most basic example, when one frame time is divided into two periods (subframes), the first period (first subframe) and the second period (second subframe) are independently set. Since driving can be performed, brightness can be expressed by a total of four gradations of 0, 1, 2, and 3, as a result of the combination of the first period and the second period. By dividing one frame into a plurality of periods, gradation display in the SSFLC mode can be performed.
[0008]
Of course, the area gradation and the time division gradation can be used in combination. For example, the area ratio (the number of pixels in a 1: 1 pixel) is 1: 2 and the time division ratio (1: 1 frame (The number of sub-frames) of 1: 4: 16: 64, 256 gradations of 1 to 0 to 255 can be obtained.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Even with a ferroelectric liquid crystal capable of only binary display, gradation display can be performed by using area gradation or time division gradation.
[0010]
However, in the area gray scale and the time division gray scale described above, the gray scale is digitized (quantized) because of the method, and the number of gray scales is limited. Therefore, the area gray scale and the time division gray scale do not have smooth gray scale characteristics with respect to the video signal. Further, in the area gradation and the time division gradation, it is not possible to perform image quality adjustment, for example, γ correction. That is, the gradation characteristics to be displayed are limited by the predetermined area ratio and time division ratio.
[0011]
In the area gray scale method and the time division gray scale method, to increase the number of gray scales, it is conceivable to increase the number of divided picture element areas. However, the wiring structure and the pixel structure become complicated, There is a problem that the effective pixel area (aperture ratio) decreases.
[0012]
Although the number of gradations can be increased by increasing the number of time divisions, it is technically difficult to increase the driving frequency and the necessity for a higher response speed of the liquid crystal.
[0013]
In view of the above problems, the present invention provides a liquid crystal mode in which it is difficult to perform analog gray scale display by changing a voltage, for example, a liquid crystal mode having only binary gray scales (ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, alignment (Cholesteric liquid crystal, nematic liquid crystal, etc.) in which an is appropriately adjusted.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention A liquid crystal display device is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode, wherein the liquid crystal display device is provided for a period of one frame. A control unit that applies a voltage that changes substantially continuously to the auxiliary capacitance line and writes a drain voltage to a drain electrode in the one frame, wherein a response start time of the liquid crystal is determined by the magnitude of the drain voltage; The transmittance of the liquid crystal display device is determined by the potential difference between the potential of the auxiliary capacitance line and the potential of the drain electrode, thereby achieving the above object.
[0019]
The auxiliary capacitance line may be connected to a power supply that can be controlled independently of a power supply that applies a voltage to the counter substrate.
[0020]
In the liquid crystal display device of the present invention and / or another liquid crystal display device of the present invention, the auxiliary capacitance line connected to the odd-numbered picture elements is connected to the first power supply, and the auxiliary capacitance line connected to the even-numbered picture elements. The capacitance line may be connected to a second power supply, and the first power supply may be different from the second power supply.
[0021]
The one frame may include a period for applying a voltage for returning the alignment of the liquid crystal to an initial state to the auxiliary capacitance line.
[0022]
The controller may apply a voltage to the liquid crystal via a source line for returning the liquid crystal to an initial state within the one frame.
[0024]
After a signal is written to the thin film transistor element within the one frame, the substantially continuously changing voltage may be applied to the auxiliary capacitance line.
[0025]
The one frame may include a period during which a signal is written to the thin film transistor element, a period during which the voltage applied to the auxiliary capacitance line changes substantially continuously, and a period during which the orientation is returned to an initial state.
[0027]
Another liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode, wherein the liquid crystal display device includes a pixel. An element whose resistance value changes in accordance with a voltage applied to the memory capacitance, and a control unit for applying a voltage that changes almost continuously to the element for a certain period of one frame, wherein the liquid crystal The response start time of the liquid crystal and the transmittance of the liquid crystal display device are changed by changing the amplitude of the voltage which is connected in series and changes almost continuously to the element, thereby achieving the above object. .
[0030]
The one frame may include a period for applying a voltage for returning the alignment of the liquid crystal to an initial state to the element.
[0031]
The controller may apply a voltage to the liquid crystal via a source line for returning the liquid crystal to an initial state within the one frame.
[0032]
After a signal is written to the thin film transistor element within the one frame, the substantially continuously varying voltage may be applied to the element.
[0033]
The one frame may include a period during which a signal is written to the thin film transistor element, a period during which the voltage applied to the element changes substantially continuously, and a period during which the orientation is returned to an initial state.
[0034]
The liquid crystal may be a ferroelectric liquid crystal.
[0035]
The liquid crystal may be an antiferroelectric liquid crystal.
[0036]
The liquid crystal may include a liquid crystal mode including two or more stable states.
[0037]
A light source having a light-off period in the one frame may be provided.
[0038]
The liquid crystal display device includes a red light source, a green light source, and a blue light source, and performs field sequential color display by sequentially switching the light source for each frame in order to obtain one color image in a plurality of frames. Good.
[0039]
In order to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance, the control unit may control a waveform of a voltage applied to the auxiliary capacitance line.
[0041]
In order to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance, the control unit may control a waveform of a voltage applied to the element.
[0042]
In order to adjust at least one of the adjustment characteristics and the adjustment balance, the control unit may adjust a source signal voltage to be written corresponding to the gradation signal.
[0043]
In order to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance, the control unit may adjust a source signal voltage to be written to the element corresponding to a gradation signal.
[0044]
Hereinafter, the operation will be described.
[0045]
The liquid crystal display device of the present invention can display an intermediate gradation by controlling the response start time of the liquid crystal in an analog manner. The timing at which the applied voltage of the liquid crystal reaches the threshold voltage of the liquid crystal response is controlled, including a portion that changes with time.
[0046]
Another liquid crystal display device of the present invention can display an intermediate gradation by controlling the response start time of the liquid crystal in an analog manner. The timing at which the applied voltage of the liquid crystal reaches the threshold voltage of the liquid crystal response is controlled, including a portion that changes with time.
[0047]
Still another liquid crystal display device of the present invention can display an intermediate gradation by controlling the response start time of the liquid crystal in an analog manner. The timing at which the voltage applied to the liquid crystal reaches the threshold voltage of the liquid crystal response is controlled by including the time-varying portion and adjusting the amplitude.
[0048]
Another liquid crystal display device of the present invention can display an intermediate gradation by controlling the response start time of the liquid crystal in an analog manner. The timing at which the voltage applied to the liquid crystal reaches the threshold voltage of the liquid crystal response is controlled by including the time-varying portion and adjusting the amplitude.
[0049]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0050]
(Embodiment 1)
Hereinafter, the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0051]
FIG. 1 is a diagram showing a ferroelectric liquid crystal display device 100.
[0052]
The ferroelectric liquid crystal display device 100 shown in FIG. 1 includes a ferroelectric liquid crystal panel 10 and an arbitrary voltage waveform generator 20.
[0053]
The ferroelectric liquid crystal panel 10 has polarizers 1 and 7, glass substrates 2 and 6, alignment films 3 and 5, and a ferroelectric liquid crystal 4.
[0054]
Hereinafter, a method of manufacturing the ferroelectric liquid crystal panel 10 will be briefly described.
[0055]
ITO, which is a transparent electrode, is formed on the glass substrates 2 and 6 by a general sputtering method. On the glass substrates 2 and 6, polyimide (alignment film) is applied at a thickness of 0.1 micron, and the surface thereof is rubbed with a soft cloth. Thereafter, spacer beads (not shown) made of 1.3-micron plastic are sprayed on at least one of the rubbed glass substrate 2 and the glass substrate 6 so that the alignment films of the glass substrates 2 and 6 face each other. The glass substrates 2 and 6 are bonded so that the rubbing directions of the glass substrates 2 and 6 are parallel. When the glass substrates 2 and 6 are attached to each other, seal printing is performed on the periphery of the glass substrate with an epoxy resin in which glass fibers having a thickness of 1.3 μm are mixed in advance so as to secure a liquid crystal injection region. After bonding the glass substrates 2 and 6, the epoxy resin is cured by heating at 180 ° C.
[0056]
Ferroelectric liquid crystal is injected into the panel thus obtained, and the polarizers 1 and 7 are attached to the surface of the panel so that the polarization axes of the polarizers 1 and 7 are orthogonal to each other. However, the polarization axes of the two polarizers are adjusted so that the ferroelectric liquid crystal panel 10 has a dark field when a voltage of a certain polarity is applied to the ferroelectric liquid crystal. Therefore, when a voltage having a polarity opposite to a certain polarity is applied to the ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal panel 10 has a bright field. FIG. 2 is a view showing the ferroelectric liquid crystal 4 and the polarization axis of the polarization axis of the polarizer 1 and the polarization axis of the polarizer 7.
[0057]
FIG. 3 is a diagram illustrating the peak voltage of the modified sawtooth wave and the transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10 when a modified sawtooth wave voltage of 1 Hz is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10. The characteristic shown in FIG. 3 is a well-known hysteresis characteristic of a ferroelectric liquid crystal. That is, the ferroelectric liquid crystal panel 10 has only binary gradations because of the steep threshold characteristics of the ferroelectric liquid crystal.
[0058]
FIG. 4 is a diagram showing a modified sawtooth wave voltage of about 60 Hz applied to the opposite electrode of the ferroelectric liquid crystal panel 10. FIG. 5 shows the structure of the ferroelectric liquid crystal panel 10. First FIG. 3 is a diagram illustrating a DC voltage applied to an electrode. The solid line and the dotted line shown in FIG. 5 are due to the difference in the magnitude of the DC voltage.
[0059]
At this time, the voltage actually applied to the ferroelectric liquid crystal is a composite voltage of the modified sawtooth wave voltage shown in FIG. 4 and the DC voltage shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a combined voltage of the modified sawtooth wave voltage shown in FIG. 4 and the DC voltage shown in FIG. The modified sawtooth wave voltage shown in FIG. 4 and the DC voltage shown in FIG. 5 are generated by the arbitrary voltage waveform generator 20 shown in FIG.
[0060]
Since the response characteristic of the ferroelectric liquid crystal to a voltage gives a clear threshold characteristic as shown in FIG. 3, the response timing of the ferroelectric liquid crystal differs between the voltage waveforms shown by the solid line and the dotted line shown in FIG. The arrows in FIG. 6 indicate the threshold voltage Vs of the ferroelectric liquid crystal in the waveforms of the solid line and the dotted line.
[0061]
The voltage waveform applied to the counter electrode shown in FIG. 4 includes a pulse waveform for returning the ferroelectric liquid crystal responded by the threshold voltage Vs to a state before the response. Hereinafter, the pulse waveform is referred to as a reset pulse for convenience. This reset pulse 1st electrode The pulse height is adjusted so that it can return to the state before responding even if a DC voltage such as appropriate is applied to the.
[0062]
FIG. 7 is a diagram showing a time change of the transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10 responding under the above conditions.
[0063]
The response timing differs between the solid line and the dashed line in FIG. 7, and the timing of returning to the initial dark state is the same. That is, the solid line and the dashed line have different periods during which the bright state is indicated. In the present embodiment, the ferroelectric liquid crystal panel 10 is driven at 60 Hz, and a light source (not shown) is provided on the lower surface of the ferroelectric liquid crystal panel 10. To the human eye, the ferroelectric liquid crystal panel 10 does not appear to blink at 60 Hz, and the integrated value is perceived as brightness. Therefore, both the solid-line waveform and the dotted-line waveform shown in FIG. 7 show that the ferroelectric liquid crystal panel 10 is continuously bright for human eyes, but the brightness of the solid-line waveform and the dotted-line waveform shown in FIG. It feels different.
[0064]
FIG. 1st electrode FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a DC voltage applied to the image and a transmitted light amount perceived by a human. In FIG. 8, the horizontal axis 1st electrode And the vertical axis represents the amount of transmitted light perceived by a human.
[0065]
As shown in FIG. 1st electrode , The transmitted light amount changes very smoothly. That is, 1st electrode By controlling the DC voltage applied to the ferroelectric liquid crystal, an analog gradation can be obtained even with a ferroelectric liquid crystal. In this way, using the liquid crystal mode showing a steep threshold characteristic with respect to the voltage, 1st electrode , A liquid crystal display device (light valve) having an analog gradation can be obtained.
[0066]
In the present embodiment, 1st electrode Since the counter electrode is provided for convenience and the display device itself is symmetric, the same effect can be obtained even if the respective voltage waveforms are switched.
[0067]
Similar halftone control can also be achieved by controlling the DC level of the counter electrode waveform or by controlling the slope of the time-varying counter voltage waveform.
[0068]
Although the ferroelectric liquid crystal is used in the present embodiment, an antiferroelectric liquid crystal exhibiting three-state stability may be used instead of the ferroelectric liquid crystal. 1st electrode An analog gray scale can be obtained by controlling the DC voltage applied to the pixel.
[0069]
Even if a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the first embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the first embodiment.
[0070]
In place of the ferroelectric liquid crystal of Embodiment 1, even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) that has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used, such a liquid crystal can be applied to a voltage. On the other hand, a sharp threshold characteristic is exhibited, so that an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the first embodiment.
[0071]
(Embodiment 2)
Hereinafter, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0072]
In the second embodiment, the method used in the first embodiment is applied to a TFT driving method. That is, according to the second embodiment, an analog gradation liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal that can perform only binary gradation display can be obtained.
[0073]
FIG. 9 is a diagram illustrating a part of the circuit of the active matrix liquid crystal panel 200 according to the second embodiment.
[0074]
The TFT substrate of the active matrix liquid crystal panel 200 is the same as a conventionally used typical TFT substrate except for the connection of the auxiliary capacitance line. The auxiliary capacitance line of the conventional TFT liquid crystal panel is connected to the common line, but the auxiliary capacitance line of the TFT substrate of the active matrix liquid crystal panel 200 is not connected to the common line because it is connected to an independent power supply.
[0075]
The opposing substrate of the active matrix liquid crystal panel 200 is the same as a typical opposing substrate conventionally used.
[0076]
A ferroelectric liquid crystal is sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and an oriented active matrix liquid crystal panel 200 is obtained.
[0077]
The operation of the second embodiment will be described below in detail with reference to FIGS.
[0078]
FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 200.
[0079]
The switch SW is a TFT element formed on a TFT substrate. Therefore, only when the gate line is at the High potential, the switch SW is turned on, and when the gate line is at the Low potential, the switch SW is turned off. V0 is a signal voltage, and V0 is applied to the liquid crystal capacitance C1 and the auxiliary capacitance C2 only when the switch SW is on. The storage capacitor C2 is connected to a power supply that supplies a voltage V (t) that changes with time.
[0080]
FIG. 11A is a diagram illustrating a time change of the voltage V (t). FIG. 11B is a diagram showing the transmittance of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 200. The periods t1 to t4 shown in FIG. 11A are one frame.
[0081]
The switch SW is turned on during the period t1 to t2. At this time, since the voltage V (t) = 0, the voltage V0 is applied to both the liquid crystal capacitance C1 and the auxiliary capacitance C2. Thereafter, the switch SW is turned off by the time t2. However, the voltage V0 is lower than the inherent threshold voltage (Vth) of the ferroelectric liquid crystal.
[0082]
In the period t2 to t3, the voltage V (t) changes with time, as shown in FIG. At this time, the voltages V1 and V2 applied to the liquid crystal capacitance C1 and the auxiliary capacitance C2 are respectively
V1 = C2V (t) / (C1 + C2) + V0
V2 = C1V (t) / (C1 + C2) -V0
It is represented by Therefore,
Vth = V1
At time ts (not shown) satisfying the above, the ferroelectric liquid crystal starts responding.
[0083]
In the period t3 to t4, the voltage V (t) performs a pulse-like response having a polarity opposite to the polarity of the voltage V (t) in the period t2 to t3.
[0084]
Even at all applied voltages V0
V1 <−Vth
Is satisfied, the ferroelectric liquid crystal returns to the initial alignment state at all voltages V0.
[0085]
When the amount of transmitted light is observed by arranging polarizers in crossed Nicols so that the initial alignment state is in a dark field, the amount of transmitted light is observed in one frame almost during the period ts to t3. The optical response of panel 200 is a pulsed optical response as shown in FIG. Here, since the ferroelectric liquid crystal having a fast response speed is used, the period ts to t3 substantially coincides with the period during which the liquid crystal responds to light, but strictly, the optical response waveform reflects the response waveform of the liquid crystal.
[0086]
Further, even when the waveform of the voltage V (t) is fixed, the time ts can be changed by changing the voltage V0. Therefore, if the active matrix liquid crystal panel 200 is driven at 60 Hz, it appears to the human eye that the gradation is controlled by the voltage V0.
[0087]
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the voltage V0 and the amount of transmitted light perceived by a human.
[0088]
By applying the voltage V (t) shown in FIG. 11B to the auxiliary capacitance line, the principle of gradation display as shown in FIG. 12 can be realized in the TFT panel.
[0089]
It is preferable that writing of data to all picture elements be completed during the period t1 to t2. That is, the voltage V0 differs depending on each picture element, which corresponds to writing to the drain of each picture element.
[0090]
Then, in the period t2 to t3, each pixel responds to the time ts corresponding to the applied voltage V0 by applying a time-varying waveform to the auxiliary capacitance line as shown in FIG. start.
[0091]
In the period t3 to t4, as shown in FIG. 11, a voltage having a waveform for returning the ferroelectric liquid crystal to the initial alignment state is supplied to the auxiliary capacitance line.
[0092]
In addition, since the response start time ts according to the signal voltage V0 can be given to each of the picture elements, and all the picture elements return to the initial alignment state at the same time. An analog gradation by V0 can be obtained.
[0093]
Even if a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the second embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the second embodiment.
[0094]
In place of the ferroelectric liquid crystal of Embodiment 2, even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) that has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used, such a liquid crystal can be applied to a voltage. On the other hand, since a sharp threshold characteristic is exhibited, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the second embodiment.
[0095]
For example, one frame shown in FIG. 11A may be referred to as one subframe, and the light source may be repeatedly switched to one of the three primary colors of R, G, and B for each subframe. Even in such a field sequential color method in which three sub-frames constitute one frame, a high-quality image can be obtained due to the effect of high-speed analog gradation display. In addition, such high-speed analog gradation display can support high-frequency driving such as RGBRGB in which six sub-frames constitute one frame because of its high speed.
[0096]
In the second embodiment, in driving during one frame shown in FIG. 11A, the backlight may be turned off during at least one of the period of writing the signal voltage V0 to the picture element and the period of resetting. During the above period, even if the backlight is turned off, the same analog gradation as described above can be obtained, and low power consumption can be achieved.
[0097]
The voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line is not limited to that shown in FIG. For example, the voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line may be changed as shown in FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) illustrated in FIG. 15 is applied to the auxiliary capacitance line. As shown in FIG. 16, by continuously changing the voltage waveform to the auxiliary capacitance line, the signal voltage-transmitted light amount characteristic, that is, the gradation characteristic can be continuously controlled.
[0098]
Also, by adjusting the write voltage V0 for the video signal, the gradation characteristics such as the gamma characteristic and the gradation balance can be continuously and easily performed.
[0099]
(Embodiment 3)
Hereinafter, a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0100]
In the third embodiment, an antiferroelectric liquid crystal is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the active matrix liquid crystal panel 200 of the second embodiment. In the third embodiment, an analog gray scale liquid crystal display device can be obtained by using an antiferroelectric liquid crystal capable of performing only binary gray scale display.
[0101]
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal and the transmittance of the liquid crystal panel having the antiferroelectric liquid crystal. Hereinafter, a liquid crystal panel having an antiferroelectric liquid crystal is referred to as an antiferroelectric liquid crystal panel. As shown in FIG. 13, the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel shows a sharp threshold characteristic with respect to the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal.
[0102]
In this liquid crystal mode, the antiferroelectric liquid crystal panel can be used so that a positive voltage and a negative voltage indicate a bright state, and a zero voltage indicates a dark state. That is, the polarizers are arranged in crossed Nicols, and the angle of the polarizer is adjusted so that the polarizer is in the extinction position at zero voltage.
[0103]
The driving principle of the third embodiment is the same as the driving principle of the second embodiment at the time of positive polarity, and at the time of the negative polarity, when all the signs of the voltages of the second embodiment are considered in reverse, It can be considered in the same manner as the driving principle.
[0104]
FIG. 14A is a diagram showing a voltage waveform applied to the storage capacitor line of the antiferroelectric liquid crystal panel, and FIG. 14B is a diagram showing that the voltage shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel when the liquid crystal is supplied to the liquid crystal panel. Note that the waveform for returning to the initial alignment state (dark state) needs to be determined with great care so as not to be in the bright state with the opposite polarity.
[0105]
According to such a driving method, a response start time ts (not shown) corresponding to the signal voltage V0 can be given to each picture element, and all picture elements return to the initial alignment state at the same time. By performing the 60 Hz drive, it is possible for human eyes to obtain an analog gray scale by V0.
[0106]
In the antiferroelectric liquid crystal panel of the present embodiment, it is also possible to realize the line inversion drive by connecting the auxiliary capacitance lines with the even lines and the odd lines, and providing the power supply independently for the even lines and the odd lines. it can.
[0107]
Even if a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the antiferroelectric liquid crystal of the third embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the third embodiment.
[0108]
Even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) which has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used instead of the antiferroelectric liquid crystal of the third embodiment, such a liquid crystal will , A steep threshold characteristic is obtained, so that an analog gray scale liquid crystal display device can be obtained by the driving method of Embodiment 3.
[0109]
The voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line is not limited to the voltage V (t) shown in FIG. For example, the voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line may be changed as shown in FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) illustrated in FIG. 15 is applied to the auxiliary capacitance line. As shown in FIG. 16, by continuously changing the voltage waveform to the auxiliary capacitance line, it is possible to continuously control the signal voltage-transmitted light amount characteristic, that is, the gradation characteristic.
[0110]
Also, by adjusting the write voltage V0 for the video signal, the gradation characteristics such as the gamma characteristic and the gradation balance can be continuously and easily performed.
[0111]
(Embodiment 4)
Hereinafter, a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0112]
In the fourth embodiment, the ferroelectric liquid crystal panel 10 shown in FIG. 1 is used.
[0113]
FIG. 17 is a diagram illustrating a voltage applied to the opposing electrode of the ferroelectric liquid crystal panel 10. The solid line and the dotted line shown in FIG. 17 have the same waveform but differ only in the magnitude of the amplitude.
[0114]
As described above, the response characteristic to the voltage of the ferroelectric liquid crystal gives a clear threshold characteristic as shown in FIG. Therefore, the timing at which the ferroelectric liquid crystal responds is different between the voltage waveform of the solid line and that of the dotted line shown in FIG. The arrows in FIG. 17 indicate the threshold voltage Vs of the ferroelectric liquid crystal in the waveforms of the solid line and the dotted line.
[0115]
Note that the voltage waveform shown in FIG. 17 includes a pulse waveform for returning the ferroelectric liquid crystal responded by the threshold voltage Vs to a state before the response. Hereinafter, the pulse waveform is referred to as a reset pulse for convenience. This reset pulse is adjusted to a pulse height that can return to the state before the response, regardless of the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 in the range applied to the ferroelectric liquid crystal.
[0116]
FIG. 18 is a diagram showing a temporal change in the transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10 responding under the above conditions.
[0117]
The response timing differs between the solid line and the wavy line in FIG. 18, and the timing of returning to the initial dark state is the same. That is, the solid line and the dashed line have different periods during which the bright state is indicated. In the present embodiment, the ferroelectric liquid crystal panel 10 is driven at 60 Hz, and a light source (not shown) is provided on the lower surface of the ferroelectric liquid crystal panel 10. To the human eye, the ferroelectric liquid crystal panel 10 does not appear to blink at 60 Hz, and the integrated value is perceived as brightness. Therefore, both the solid line waveform and the dotted line waveform shown in FIG. 18 show that the ferroelectric liquid crystal panel 10 is continuously bright for human eyes, but the brightness of the solid line waveform and the dotted line waveform shown in FIG. I feel different.
[0118]
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 applied to the ferroelectric liquid crystal and the amount of transmitted light felt by humans. In FIG. 19, the horizontal axis 1st electrode And the vertical axis represents the amount of transmitted light perceived by a human.
[0119]
As shown in FIG. 19, the transmitted light amount changes very smoothly with respect to the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 given to the ferroelectric liquid crystal. That is, by controlling the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 given to the ferroelectric liquid crystal, an analog gradation can be obtained even with a ferroelectric liquid crystal. In this way, a liquid crystal display device (light valve) having an analog gray scale is obtained by controlling the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 applied to the ferroelectric liquid crystal by using the liquid crystal mode showing a sharp threshold characteristic with respect to the voltage. be able to.
[0120]
Although the ferroelectric liquid crystal is used in the present embodiment, the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 applied to the liquid crystal can be controlled even when an antiferroelectric liquid crystal showing three-state stability is used instead of the ferroelectric liquid crystal. Thus, an analog gradation can be obtained.
[0121]
Even when a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the fourth embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the fourth embodiment.
[0122]
Even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) that has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the fourth embodiment, such a liquid crystal can be reduced in voltage. On the other hand, a sharp threshold characteristic is exhibited, so that an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the fourth embodiment.
[0123]
(Embodiment 5)
Hereinafter, a liquid crystal display device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0124]
In the fifth embodiment, the method used in the fourth embodiment is applied to a TFT driving method. That is, according to the fifth embodiment, an analog gradation liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal that can perform only binary gradation display can be obtained.
[0125]
FIG. 20 is a diagram illustrating a part of the circuit of the active matrix liquid crystal panel 300 according to the fifth embodiment. The active matrix liquid crystal panel 300 includes a transistor TFT1, a transistor TFT2, a memory capacitor C3, a pixel capacitor C4, a load resistor R1, a gate line, a source line, and a liquid crystal drive power supply line.
[0126]
The TFT substrate and the opposing substrate of the active matrix liquid crystal panel 300 are the same as typical ones conventionally used. A ferroelectric liquid crystal is sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and an oriented active matrix liquid crystal panel 300 is obtained.
[0127]
Hereinafter, the operation of the fifth embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
[0128]
FIG. 21 is a diagram showing an equivalent circuit of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 300.
[0129]
The variable resistor R2 shown in FIG. 21 corresponds to the transistor TFT2 shown in FIG. The resistance value of the transistor TFT2 is controlled by the voltage written to the memory capacitance.
[0130]
That is, the pixel capacity in the conventional TFT liquid crystal panel corresponds to the memory capacity, and a predetermined voltage can be written to the memory capacity by a conventional method. Further, the picture element capacitance C4 is in parallel with the fixed resistance R1.
The equivalent circuit illustrated in FIG. 21 includes a power supply that supplies a voltage V (t) that changes with time.
[0131]
(A) of FIG. 22 is a diagram illustrating a voltage V (t) that changes with time. FIG. 22B is a diagram showing the transmittance of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 300. The periods t11 to t14 shown in FIG. 22A correspond to one frame.
[0132]
During the period t11 to t12, the variable resistor R2 is adjusted. At this time, since the voltage V (t) = 0, no voltage is applied to the pixel capacitance C4. Then, the control of the variable resistor R2 is completed during the period t11 to t12.
[0133]
During the period t12 to t13, the voltage V (t) changes with time as shown in FIG. At this time, the voltage Vlc applied to the pixel capacitance C4 is
Vlc = R1 · V (t) / (R1 + R2)
It is represented by Therefore,
Vlc = Vth
At time ts that satisfies, the ferroelectric liquid crystal starts responding (Vth is the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal).
[0134]
During the period t13 to t14, the voltage V (t) performs a pulse-like response having a polarity opposite to the polarity of the voltage V (t) in the period t12 to t13.
Vlc <−Vth
, The ferroelectric liquid crystal always returns to the initial alignment state.
[0135]
Therefore, when the amount of transmitted light is observed by arranging the polarizers in a crossed Nicols so that the initial alignment state is in a dark field, the amount of transmitted light is observed in one frame almost during the period ts to t13, and FIG. A pulse-like optical response as shown in FIG. Here, since the ferroelectric liquid crystal having a fast response speed is used, the period from ts to t13 substantially coincides with the period during which the liquid crystal responds to light, but strictly speaking, the optical response waveform reflects the response waveform of the liquid crystal.
[0136]
Further, even when the voltage V (t) is fixed at the time ts, the voltage V (t) can be changed by changing the variable resistor R2. Appears to be controlled by the variable resistor R2.
[0137]
FIG. 23 is a diagram illustrating the relationship between the variable resistor R2 and the amount of transmitted light. By driving the voltage V (t) shown in FIG. 22A to the ferroelectric liquid crystal, the gradation principle as shown in FIG. 23 can be realized in the TFT panel.
[0138]
The voltage V (t) shown in FIG. 22A is applied to the ferroelectric liquid crystal. Here, it is preferable that the writing of all the picture elements into the memory capacity be completed during the period t11 to t12. That is, the variable resistor R2 differs for each picture element, which corresponds to being controlled by the memory capacity of each picture element.
[0139]
In the period t12 to t13, since the waveform is as shown in FIG. 22A, the individual picture elements at time ts in accordance with the voltage applied to the ferroelectric liquid crystal divided by the variable resistor R2. Start responding.
[0140]
In the period from t13 to t14, a waveform for returning the ferroelectric liquid crystal to the initial alignment state is applied as shown in FIG.
[0141]
As described above, the response start time ts corresponding to the voltage written in the memory capacity can be given to each picture element, and all picture elements return to the initial alignment state at the same time. When the panel 300 is driven at approximately 60 Hz, it is possible for the human eye to obtain an analog gray scale by a voltage written in the memory capacity.
[0142]
That is, in the fifth embodiment, it is possible to obtain an analog gradation liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal that can perform only binary gradation display.
[0143]
Even if a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the fifth embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the fifth embodiment.
[0144]
In place of the ferroelectric liquid crystal of Embodiment 5, even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) that has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used, such a liquid crystal can be applied to a voltage. On the other hand, since a sharp threshold characteristic is exhibited, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the fifth embodiment.
[0145]
For example, one frame shown in FIG. 22A may be referred to as one subframe, and the light source may be repeatedly switched to one of the three primary colors of R, G, and B for each subframe. Even in such a field sequential color method in which three sub-frames constitute one frame, a high-quality image can be obtained due to the effect of high-speed analog gradation display. In addition, such high-speed analog gradation display can support high-frequency driving such as RGBRGB in which six sub-frames constitute one frame because of its high speed.
[0146]
In the fifth embodiment, in driving during one frame shown in (a) of FIG. 22, the backlight may be turned off during at least one of the period of writing the signal voltage V0 to the picture element and the period of resetting. During the above period, even if the backlight is turned off, the same analog gradation as described above can be obtained, and low power consumption can be achieved.
[0147]
The voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line is not limited to that shown in FIG. For example, the voltage V (t) applied to the liquid crystal may be changed as shown in FIG. FIG. 27 is a diagram illustrating a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) illustrated in FIG. 26 is applied to the liquid crystal. As shown in FIG. 26, by continuously changing the voltage waveform to the auxiliary capacitance line, the amount of transmitted light can be continuously controlled.
[0148]
Also, by adjusting the write voltage V0 for the video signal, the gradation characteristics such as the gamma characteristic and the gradation balance can be continuously and easily performed.
[0149]
(Embodiment 6)
Hereinafter, a liquid crystal display device according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0150]
In the sixth embodiment, an antiferroelectric liquid crystal is used instead of the ferroelectric liquid crystal of the active matrix liquid crystal panel 300 of the fifth embodiment. In the sixth embodiment, an analog gray scale liquid crystal display device can be obtained by using an antiferroelectric liquid crystal capable of performing only binary gray scale display.
[0151]
FIG. 24 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal and the transmittance of the liquid crystal panel having the antiferroelectric liquid crystal. Hereinafter, a liquid crystal panel having an antiferroelectric liquid crystal is referred to as an antiferroelectric liquid crystal panel. As shown in FIG. 24, the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel shows a steep threshold characteristic with respect to the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal.
[0152]
In this liquid crystal mode, the antiferroelectric liquid crystal panel can be used so that a positive voltage and a negative voltage indicate a bright state, and a zero voltage indicates a dark state. That is, the polarizers are arranged in crossed Nicols, and the angle of the polarizer is adjusted so that the polarizer is in the extinction position at zero voltage.
[0153]
The driving principle of the sixth embodiment is the same as the driving principle of the fifth embodiment at the time of positive polarity, and at the time of the negative polarity, all the signs of the voltages of the fifth embodiment are considered in reverse. It can be considered in the same manner as the driving principle.
[0154]
FIG. 25A is a diagram showing a voltage waveform applied to the antiferroelectric liquid crystal panel. FIG. 25B is a diagram showing the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel. In FIG. 25A, the reset pulse voltage for returning to the initial alignment state (dark state) is 0V. However, it is possible to return to the initial alignment state in the same manner even with a reverse polarity pulse that does not cause the reverse polarity bright state.
[0155]
According to such a driving method, a response start time ts (not shown) corresponding to the signal voltage V0 can be given to each picture element, and all picture elements return to the initial alignment state at the same time. By performing the 60 Hz drive, it is possible for human eyes to obtain an analog gray scale by V0.
[0156]
In the antiferroelectric liquid crystal panel of the present embodiment, it is also possible to realize the line inversion drive by connecting the auxiliary capacitance lines with the even lines and the odd lines, and providing the power supply independently for the even lines and the odd lines. it can.
[0157]
Even when a cholesteric liquid crystal having a steep threshold characteristic is used instead of the antiferroelectric liquid crystal of the sixth embodiment, an analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the sixth embodiment.
[0158]
In place of the antiferroelectric liquid crystal of Embodiment 6, even if a nematic liquid crystal (for example, a thin 180 ° twist cell or the like) which has been subjected to an alignment treatment so as to exhibit a steep threshold characteristic is used, such a liquid crystal cannot be used. Since the threshold value characteristics are steep, the analog gradation liquid crystal display device can be obtained by the driving method of the sixth embodiment.
The voltage V (t) applied to the liquid crystal is not limited to that shown in FIG. For example, the voltage V (t) applied to the auxiliary capacitance line may be changed as shown in FIG. FIG. 27 is a diagram illustrating a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) illustrated in FIG. 26 is applied to the liquid crystal. As shown in FIG. 27, by continuously changing the voltage waveform, it is possible to continuously control the signal voltage-transmitted light amount characteristic, that is, the gradation characteristic.
[0159]
Also, by adjusting the write voltage V0 for the video signal, the gradation characteristics such as the gamma characteristic and the gradation balance can be continuously and easily performed.
[0160]
In the above-described first to sixth embodiments, as shown in FIG. 28, one frame includes one response period and one reset period of the liquid crystal. However, in the present invention, as shown in FIG. 29, one frame may have a plurality of response periods and a plurality of reset periods of the liquid crystal. The arrows shown in FIGS. 28 and 29 indicate that the period in which the liquid crystal responds changes.
[0161]
In the first to sixth embodiments described above, analog gradation characteristics can be obtained by continuously changing the voltage applied to the liquid crystal or the like. However, in the present invention, analog gradation characteristics may be obtained by controlling the voltage applied to the liquid crystal or the like using a nonlinear element or the like and changing the rise time of the voltage applied to the liquid crystal or the like.
[0162]
In the above-described first to sixth embodiments, the voltage applied to the liquid crystal or the like is changed to control the timing of the liquid crystal panel from the dark state to the bright state, and at the same time, from the bright state to the dark state (initial alignment state). Responding. However, in the present invention, the voltage from the light state to the dark state of the liquid crystal panel may be controlled by changing the voltage applied to the liquid crystal or the like.
[0163]
【The invention's effect】
The liquid crystal display device of the present invention 1st electrode Had 1st electrode A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a substrate and a counter substrate having a counter electrode, wherein the 1st electrode Applied to 1st electrode Controlling a response start time of the liquid crystal by a potential difference between a voltage and a counter voltage that changes substantially continuously in the one frame; 1st electrode A control unit is provided for changing the transmittance of the liquid crystal display device according to the magnitude of the voltage.
[0164]
Thus, in a liquid crystal mode having only a limited number of gradations (for example, a ferroelectric liquid crystal mode or an antiferroelectric liquid crystal mode having only binary gradations), analog gradation characteristics (full gradation display is possible) Can be obtained.
[0165]
Another liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode, wherein the liquid crystal display device has one frame. A control unit that applies a voltage that changes substantially continuously to the auxiliary capacitance line during a certain period, and writes a drain voltage to a drain electrode within the one frame, wherein a response start time of the liquid crystal is larger than the magnitude of the drain voltage. The transmittance of the liquid crystal display device is determined by the potential difference between the potential of the auxiliary capacitance line and the potential of the drain electrode.
[0166]
Thus, in a liquid crystal mode having only a limited number of gradations (for example, a ferroelectric liquid crystal mode or an antiferroelectric liquid crystal mode having only binary gradations), analog gradation characteristics (full gradation display is possible) Can be obtained.
[0167]
Still another liquid crystal display device of the present invention is: 1st electrode Had 1st electrode A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a substrate and a counter substrate having a counter electrode, wherein the liquid crystal display device applies a voltage that changes substantially continuously to the liquid crystal for a certain period within one frame. A response start time of the liquid crystal and a transmittance of the liquid crystal display device by changing the amplitude of the voltage.
[0168]
Thus, in a liquid crystal mode having only a limited number of gradations (for example, a ferroelectric liquid crystal mode or an antiferroelectric liquid crystal mode having only binary gradations), analog gradation characteristics (full gradation display is possible) Can be obtained.
[0169]
Another liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode, wherein the liquid crystal display device includes a pixel. An element whose resistance value changes in accordance with a voltage applied to the memory capacitor; and a control unit for applying a voltage that changes almost continuously to the element for a certain period of one frame, wherein the liquid crystal is applied to the element. The response start time of the liquid crystal and the transmittance of the liquid crystal display device are changed by changing the amplitude of a voltage which is connected in series and changes almost continuously to the element.
[0170]
Thus, in a liquid crystal mode having only a limited number of gradations (for example, a ferroelectric liquid crystal mode or an antiferroelectric liquid crystal mode having only binary gradations), analog gradation characteristics (full gradation display is possible) Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a ferroelectric liquid crystal display device 100.
FIG. 2 is a diagram showing a ferroelectric liquid crystal 4 and a polarization axis of a polarization axis of a polarizer 1 and a polarization axis of a polarizer 7;
FIG. 3 is a diagram showing the peak voltage of a modified sawtooth wave and the transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10 when a modified sawtooth wave voltage of 1 Hz is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10.
FIG. 4 is a diagram showing a modified sawtooth wave voltage of about 60 Hz applied to a counter electrode of the ferroelectric liquid crystal panel 10.
FIG. 5 shows the structure of the ferroelectric liquid crystal panel 10. 1st electrode FIG. 3 is a diagram showing a DC voltage applied to the dc.
6 is a diagram showing a combined voltage of the modified sawtooth wave voltage shown in FIG. 4 and the DC voltage shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a temporal change in transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10.
FIG. 8 1st electrode FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a DC voltage applied to the image and a transmitted light amount perceived by a human.
FIG. 9 is a diagram illustrating a part of a circuit of an active matrix liquid crystal panel 200 according to a second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 200.
11A is a diagram illustrating a time change of a voltage V (t), and FIG. 11B is a diagram illustrating a transmittance of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 200.
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a voltage V (t) and a transmitted light amount perceived by a human;
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal and the transmittance of a liquid crystal panel having the antiferroelectric liquid crystal.
14A is a diagram showing a voltage waveform applied to an auxiliary capacitance line of an antiferroelectric liquid crystal panel, and FIG. 14B is a diagram showing a case where the voltage shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel of FIG.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a voltage V (t) applied to an auxiliary capacitance line.
16 is a diagram illustrating a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) illustrated in FIG. 15 is applied to an auxiliary capacitance line.
FIG. 17 is a diagram showing a voltage applied to a counter electrode of the ferroelectric liquid crystal panel 10.
FIG. 18 is a diagram showing a temporal change in transmittance of a responding ferroelectric liquid crystal panel 10.
19 is a diagram showing the relationship between the amplitude of the waveform shown in FIG. 17 applied to the ferroelectric liquid crystal and the amount of transmitted light felt by humans.
FIG. 20 is a diagram showing a part of a circuit of an active matrix liquid crystal panel 300 according to a fifth embodiment.
21 is a diagram showing an equivalent circuit of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 300. FIG.
22A is a diagram illustrating a voltage V (t) that changes with time, and FIG. 22B is a diagram illustrating a transmittance of one picture element of the active matrix liquid crystal panel 300.
FIG. 23 is a diagram showing a relationship between a variable resistor R2 and the amount of transmitted light.
FIG. 24 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the antiferroelectric liquid crystal and the transmittance of a liquid crystal panel having the antiferroelectric liquid crystal.
FIG. 25A is a diagram showing a voltage waveform applied to the antiferroelectric liquid crystal panel, and FIG. 25B is a diagram showing the transmittance of the antiferroelectric liquid crystal panel.
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a voltage V (t) applied to an auxiliary capacitance line.
27 is a diagram showing a relationship between the voltage V (t) and the amount of transmitted light when the voltage V (t) shown in FIG. 26 is applied to an auxiliary capacitance line.
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a response period and a reset period of a liquid crystal in the present invention.
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a response period and a reset period of the liquid crystal in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Polarizer
2 Glass substrate
3 Alignment film
4 Ferroelectric liquid crystal
5 Alignment film
6 Glass substrate
7 Polarizer
10 Ferroelectric liquid crystal panel
20 Arbitrary voltage waveform generator

Claims (21)

薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置が、１フレームのある期間の間、補助容量線にほぼ連続的に変化する電圧を印加し、前記１フレーム内でドレイン電極にドレイン電圧を書き込む制御部を備え、
前記液晶の応答開始時間が、前記ドレイン電圧の大きさによって決定され、
前記液晶表示装置の透過率が、前記補助容量線の電位と前記ドレイン電極の電位との電位差によって決定される、液晶表示装置。A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode,
The liquid crystal display device includes a control unit that applies a voltage that changes almost continuously to an auxiliary capacitance line during a certain period of one frame, and writes a drain voltage to a drain electrode in the one frame.
The response start time of the liquid crystal is determined by the magnitude of the drain voltage,
The liquid crystal display device, wherein a transmittance of the liquid crystal display device is determined by a potential difference between a potential of the auxiliary capacitance line and a potential of the drain electrode. 前記補助容量線が、前記対向基板に電圧を印加する電源とは独立して制御することができる電源に接続された、請求項１に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the auxiliary capacitance line is connected to a power supply that can be controlled independently of a power supply that applies a voltage to the counter substrate. 奇数ラインの絵素に接続される補助容量線が第１の電源に接続され、
偶数ラインの絵素に接続される補助容量線が第２の電源に接続され、
前記第１の電源が前記第２の電源と異なる、請求項１に記載の液晶表示装置。An auxiliary capacitance line connected to the odd-numbered picture elements is connected to the first power supply;
An auxiliary capacitance line connected to the picture element of the even line is connected to the second power supply,
The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the first power supply is different from the second power supply. 前記１フレームが、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧を前記補助容量線に印加するための期間を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the one frame includes a period for applying a voltage for returning the alignment of the liquid crystal to an initial state to the auxiliary capacitance line. 前記制御部が、前記１フレーム内で、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧をソースラインを介して前記液晶に印加する、請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the control unit applies a voltage for returning the alignment of the liquid crystal to an initial state within the one frame to the liquid crystal via a source line. 3. 前記１フレーム内で、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれた後、前記ほぼ連続的に変化する電圧が、前記補助容量線に印加される、請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein, after a signal is written to the thin film transistor element within the one frame, the substantially continuously changing voltage is applied to the auxiliary capacitance line. 前記１フレームが、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれる期間、前記補助容量線に印加される電圧が前記ほぼ連続的に変化する期間、および前記配向を初期状態に戻す期間を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。Wherein one frame period during which the signal is written to the thin film transistor element, a period in which the voltage applied to the storage capacitor line changes the substantially continuously, and a period for returning the alignment in the initial state, in claim 1 The liquid crystal display device according to the above. 薄膜トランジスタ素子がマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、透明電極を有する対向基板により液晶を挟持した液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置が、絵素のメモリ容量に印加される電圧に応じて抵抗値が変化する素子と、
１フレームのある期間の間、前記素子にほぼ連続的に変化する電圧を印加する制御部を備え、
前記液晶が前記素子に直列に接続され、
前記素子にほぼ連続的に変化する電圧の振幅を変化させることにより、前記液晶の応答開始時間および前記液晶表示装置の透過率を変化させる、液晶表示装置。A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate in which thin film transistor elements are arranged in a matrix and a counter substrate having a transparent electrode,
An element whose resistance value changes according to a voltage applied to a memory capacity of a picture element,
A control unit that applies a voltage that changes substantially continuously to the element during a certain period of one frame;
The liquid crystal is connected in series with the element,
A liquid crystal display device, wherein the response start time of the liquid crystal and the transmittance of the liquid crystal display device are changed by changing the amplitude of a voltage that changes substantially continuously in the element. 前記１フレームが、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧を前記素子に印加するための期間を含む、請求項８に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 8 , wherein the one frame includes a period for applying a voltage to the element to return the alignment of the liquid crystal to an initial state. 前記制御部が、前記１フレーム内で、前記液晶の配向を初期状態に戻すための電圧をソースラインを介して前記液晶に印加する、請求項８に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 8 , wherein the control unit applies a voltage for returning the alignment of the liquid crystal to an initial state within the one frame to the liquid crystal via a source line. 前記１フレーム内で、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれた後、前記ほぼ連続的に変化する電圧が、前記素子に印加される、請求項８に記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 8 , wherein, after a signal is written to the thin film transistor element within the one frame, the voltage that changes substantially continuously is applied to the element. 前記１フレームが、前記薄膜トランジスタ素子に信号が書き込まれる期間、前記素子に印加される電圧が前記ほぼ連続的に変化する期間、および前記配向を初期状態に戻す期間を含む、請求項８に記載の液晶表示装置。Wherein one frame period during which the signal is written to the thin film transistor element, a period in which the voltage applied to the element changes the substantially continuously, and a period for returning the alignment in the initial state, according to claim 8 Liquid crystal display. 前記液晶が、強誘電性液晶である、請求項１または８に記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display according to claim 1 , wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal. 前記液晶が、反強誘電性液晶である、請求項１または８に記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the liquid crystal is an antiferroelectric liquid crystal. 前記液晶が、２つ以上の安定状態を含む液晶モードを含む、請求項 １または８に記載の液晶表示装置。Wherein the liquid crystal comprises a liquid crystal mode that includes two or more stable states, the liquid crystal display device according to claim 1 or 8. 前記１フレーム内で消灯する期間を有する光源を備えた、請求項１または８に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1 , further comprising a light source having a light-off period in the one frame. 前記液晶表示装置が、赤光源、緑光源、および青光源を備え、
複数のフレームで１つカラー画像を得るために、１フレームごとに光源を順次切り替えることにより、フィールド順次カラー表示を行う、請求項１または８に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device includes a red light source, a green light source, and a blue light source,
9. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein a field sequential color display is performed by sequentially switching a light source for each frame in order to obtain one color image in a plurality of frames. 調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、前記補助容量線に印加される電圧の波形を制御する請求項１に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the control unit controls a waveform of a voltage applied to the auxiliary capacitance line to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance. 調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、前記素子に印加される電圧の波形を制御する請求項８に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 8 , wherein the control unit controls a waveform of a voltage applied to the element to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance. 調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、階調信号に対応する書き込むべきソース信号電圧を調整する請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the control unit adjusts a source signal voltage to be written corresponding to the grayscale signal in order to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance. 調整特性および調整バランスの少なくとも一方を調整するため、前記制御部が、階調信号に対応する、前記素子に書き込むべきソース信号電圧を調整する請求項８に記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 8 , wherein the control unit adjusts a source signal voltage to be written to the element corresponding to a gradation signal in order to adjust at least one of an adjustment characteristic and an adjustment balance.

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